4.3光谱 氢原子光谱 课件 -2024-2025学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册

光谱 氢原子光谱 思考与讨论： 把食盐放在火中灼烧，会发出黄色的光。食盐为什么发黄光而不发其他颜色的光呢？ 早在17世纪,牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱 一、光谱的几种类型 （1）结构:平行光管、三棱镜、望远镜 1、分光镜 （2）原理：利用不同频率的光折射率不同，将复色光分解成若干单色光 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （1）准备一个白炽灯泡，让其发出强光，使光线通过一个狭缝进入分光镜的平行光管，记录通过望远镜观察到的现象 观察与思考 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （2）在暗室中点燃酒精灯，在火焰上撒一些钠盐，使用分光镜观察火焰发出的光。记录观察到的现象。 观察与思考 （3） 用弧光灯发出的白光，照射钠蒸气（在酒精灯的灯芯上撒上一些钠盐，钠盐受热分解产生钠蒸气），用分光镜观察通过钠蒸气后的强光。记录观察到的现象。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2、光谱的分类：发射光谱（连续光谱、线状谱）和吸收光谱 连续光谱：由连续分布的光连在一起组成的光带，一切波长的光都有。由炽热的固体、液体和高压气体发光形成的。 线状谱：由一些不连续的亮线组成。亮线叫谱线, 各条谱线对应不同波长的光。由稀薄气体或金属蒸气发光形成的（是由游离状态的原子发射的, 也叫原子光谱） （1）发射光谱 吸收光谱：炽热的白光通过温度较低的某物质气体时, 一些频率的光被该物质吸收后在连续光谱上出现一些暗线, 叫做该物质的吸收光谱。 （2）吸收光谱 注意：吸收光谱既可以是连续谱也可以是线状谱 氢的明线光谱 氢的吸收光谱 连续谱 光谱举例 氢的发射光谱: 氢的吸收光谱: 3、光谱分析： 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应 (1) 原子的特征谱线：每种原子只能发出具有本身特征的特定频率（或波长）的光，不同原子亮线的位置不同，这些亮线称为原子的特征谱线。（线状谱和吸收光谱都是原子的特征谱线） (2) 光谱分析：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分。其优点是灵敏度高, 样本中一种元素的含量达到10−13 kg时就可以被检测到。 二、光谱分析的应用 1、鉴别物质和确定物质的组成成分。研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素。 2、发现新元素 光谱分析的灵敏度高,样本中一种元素的含量达到10-13 kg时就可以被检测到。 三、氢原子光谱 如何通过实验获得氢原子光谱呢？ 思考 稀薄气体强电场下变 为导体，导电时发光。 氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。 可见光区 氢原子在可见光区的四条谱线 可见光的波长范围： 4.0×10-7m～7.6×10-7m (400nm～760nm) （1）氢原子在可见光区有四条谱线。氢原子光谱呈现分立的明线条纹，在可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。 紫外区 红外区 （2）氢原子的谱线由不同色亮线组成，每种颜色对应着一种波长。 1、氢原子的光谱的特点 （巴耳末公式） 里德伯常量 式中的n 只能取整数，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。 巴尔末在 1885 年将已发现的氢光谱的可见光部分的 4 条谱线的波长归纳为一个数学公式 1895 年，里德伯将巴尔末公式改写为： 2、巴耳末公式 扩展：除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。 3、广义巴尔末公式 氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线也都满足与巴尔末公式类似的关系式,称为广义巴尔末公式, 为  =RH (m=1,2,3,…;n=m+1,m+2,m+3,…)。 4、经典理论的困难 原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾 核外电子绕核运动 辐射电磁波 电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 事实上：原子是稳定的 原子光谱是线状谱 为了解决这个矛盾，1913年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【例题1】(多选)下列关于光谱的说法正确的是(　　) A.连续光谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱 B.通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分 C.连续光谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光 D.通过对线状谱的明线光谱分析或对吸收光谱的暗线分析，可鉴定物质成分 CD 【例题2】(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法正确的是(　　) A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱 C.进行光谱分析时,可以用线状谱,不能用连续光谱 D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 BC 【例题3】巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式 ，对此，下列说法 正确的是( ) A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式 D.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的所有情况，其波长的分立值并不是人为规定的 C 【例题4】(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法中正确的是(　　) A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性 B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上 C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的 D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论 BC 谢 谢 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $$